随着移动互联网的快速普及与发展,室内定位系统在日常生活中承担了越来越重要的责任,但室内情况的复杂多变及恶劣的多径环境,使得传统的基于指纹图的室内定位系统需要依赖大量的接入点才能实现令人满意的效果。针对该问题,本文分析和讨论了使用单节点构建室内定位系统的可能性,研究并设计基于单节点室内定位系统的误差消除算法和单节点定位算法,并在实际的室内场景下搭建测试系统进行实际测试和仿真验证。首先,本文分析了传统的基于指纹图的室内定位系统和典型的单节点室内定位系统的模型和优缺点,结合国内外的部分研究情况引入了基于信道状态信息进行定位的方法,从而实现更高精度的定位系统。通过对信道状态信息的理论分析,在频域和时域上分析信道状态信息的性质,探讨其应用于室内定位系统的可能性和优势,再对信道状态信息在接收机中的接受处理流程进行建模,分析相位误差中各个误差的统计分布并建立了信道状态信息中相位信息的误差模型,同时基于统计分布的误差模型,提出了高效的相位误差消除算法。然后,本文在消除了相位误差的信道状态信息的基础上,设计高精度的单节点定位算法。分析并论证了提高多重信号分类算法分辨率的方法,设计基于跳频与空间平滑的改进空间谱估计算法。优化中国剩余定理算法,结合功率延迟分布降低中国剩余定理计算结果的误差,提高测距精度。设计约束优化的三边定位算法和改进泰勒级数展开定位算法,推导了测量距离误差为正态分布时的定位误差的克拉美罗限。最后,针对实际的室内场景,本文针对性的设计了多种室内测试环境,包括常用的室内场景、理想室内场景和复杂室内场景,设计并实现了基于Linux平台的单节点定位系统,通过软件实现了设计的单节点定位算法并在实际的场景中进行仿真与测试。测试实验的结果表明,在置信度为1?时,本文设计的单节点定位算法的定位精度可达到0.6米,满足高精度的定位需求。